[發明專利]一種傳導冷卻超導磁體

有效

• 申請號: 202110926073.3
• 申請日: 2021-08-12
• 公開（公告）號: CN113628827B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 袁金輝;莫耀敏;樂志良;鄭杰;姚海鋒;劉照泉;許建益
• 申請（專利權）人: 寧波健信超導科技股份有限公司
• 主分類號: H01F6/00
• 分類號: H01F6/00;H01F6/04;H01F6/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 孫曉紅

本發明公開了一種傳導冷卻超導磁體，包括低溫容器、冷屏、骨架、超導線圈、超導線纜、電流引線、設于所述冷屏外側用以冷卻所述冷屏的冷頭一級以及設于所述冷屏內側用以冷卻所述超導線圈的冷頭二級，所述超導線圈的超導接頭之間連接有開關引線和超導開關，所述冷頭一級和所述冷頭二級之間設有熱傳導連接所述冷頭一級的換熱轉換塊，所述換熱轉換塊開設換熱通孔，所述換熱通孔穿設氣體換熱管，所述骨架的周部繞制有連通所述氣體換熱管的金屬管路。本發明所提供的傳導冷卻超導磁體提升了超導線圈及骨架的冷卻能力，滿足大電流狀態下超導線圈的閉環運行需求。

技術領域

本發明涉及超導領域，特別涉及一種傳導冷卻超導磁體。

背景技術

超導材料有兩個重要的特性，一個是它的抗磁特性，即邁斯納效應，另一個是它的零電阻特性。超導材料制作的閉路線圈，在超導臨界轉變溫度以下無電阻運行，產生穩定的磁場，在被測物中激勵出核磁共振信號。超導磁體是指在低溫條件下使用具有高轉變溫度和臨界磁場特別高的第二類超導體制成線圈的一種電磁體。它的主要特點是無導線電阻產生的電損耗，也沒有因鐵芯存在而產生的磁損耗，具有很高的實用價值和廣闊的應用前景。

如圖1所示，目前超導磁體包括低溫容器3、冷屏4、超導線圈7、電流引線2、超導線纜5和冷頭等組成，低溫容器3和冷屏4之間形成真空夾層，超導線圈7和骨架8設置在冷屏4內，通過超導線纜5與電流引線2連接，借助冷頭一級12對冷屏4進行冷卻，僅利用冷頭二級14對超導線圈7和骨架8降溫。存在超導線圈7降溫速度慢，磁體勵磁后，需要電源一直供電，當超導線圈7電流過高時(如400A以上時)，很難實現超導線圈7的閉環運行。

如何加快超導線圈的冷卻，實現超導線圈大電流狀態下的閉環運行成為本領域技術人員需要解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種傳導冷卻超導磁體，該傳導冷卻超導磁體能夠提高超導線圈及骨架的冷卻能力，滿足大電流狀態下超導線圈的閉環運行需求。

為實現上述目的，本發明提供一種傳導冷卻超導磁體，包括低溫容器、冷屏、骨架、超導線圈、超導線纜、電流引線、設于所述冷屏外側用以冷卻所述冷屏的冷頭一級以及設于所述冷屏內側用以冷卻所述超導線圈的冷頭二級，所述超導線圈的超導接頭之間連接有開關引線和超導開關，所述冷頭一級和所述冷頭二級之間設有熱傳導連接所述冷頭一級的換熱轉換塊，所述換熱轉換塊開設換熱通孔，所述換熱通孔穿設氣體換熱管，所述骨架的周部繞制有連通所述氣體換熱管的金屬管路。

可選地，所述金屬管路焊接于所述骨架的端蓋。

可選地，所述金屬管路沿所述端蓋呈蛇形彎曲布置。

可選地，所述超導開關與所述骨架之間設有絕緣導熱的開關連接塊。

可選地，所述冷屏的腔體內設有儲氣罐，所述儲氣罐連通所述金屬管路。

可選地，所述儲氣罐的頂端與所述冷屏之間設置拉桿，和/或，所述儲氣罐的底端和所述冷屏之間設置支桿。

可選地，還包括連接所述儲氣罐、穿過所述冷屏及所述低溫容器并延伸至所述低溫容器的外部的補氣管。

可選地，所述冷頭二級與所述骨架的隔板之間連接導熱件。

可選地，所述儲氣罐內的冷卻氣體的壓力小于等于0.1MPa。

可選地，所述換熱轉換塊與所述氣體換熱管、所述氣體換熱管與所述金屬管路摩擦焊接。